电机运行状态在线综合监测系统的研究与构建
电机运行状态监测与故障诊断技术
电机运行状态监测与故障诊断技术随着科技的不断进步，电机在各种设备和机械中的应用越来越广泛。
然而，由于长时间的运行和各种外界因素的影响，电机的故障问题也时常出现。
因此，电机运行状态监测与故障诊断技术的发展就显得尤为重要。
首先，电机运行状态监测技术可以通过实时监测电机的运行参数来判断其健康状态。
这些参数包括电机的电流、电压、转速等。
通过监测这些参数的变化情况，我们可以及时发现电机是否存在异常。
例如，当电机的电流突然升高或波动较大时，可能意味着电机绕组的绝缘损坏，需要进行维修或更换。
而如果电机的转速突然降低，可能是轴承磨损导致的，需要及时进行维修。
因此，运行状态监测技术可以帮助我们在电机出现故障之前，提前采取相应的维修或保养措施，减少设备的停机时间和维修成本。
其次，故障诊断技术是电机维修中的一项重要技术。
当电机发生故障时，我们需要通过故障诊断技术来确定具体的故障原因，以便采取正确的修复措施。
故障诊断技术可以通过分析电机振动、声音、温度等信号来确定故障位置和故障类型。
例如，通过振动信号的分析，可以确定电机是否存在轴承故障；通过声音信号的分析，可以判断电机是否存在异物进入的问题；通过温度信号的分析，可以发现电机是否存在过热的情况。
通过故障诊断技术的应用，我们可以快速准确地确定电机的故障原因，并采取相应的措施，提高维修的效率和准确性。
除了传统的电机运行状态监测与故障诊断技术，近年来还出现了一些新的技术和方法。
例如，基于物联网和大数据分析的电机监测系统，可以将电机的运行数据实时上传到云端，通过大数据分析和机器学习算法来进行故障预测和诊断。
这种技术不仅可以提高故障的预测准确性，还可以通过数据的分析和比对，找出电机故障的潜在原因，为后续的维修和保养提供指导。
另外，还有一些基于图像识别和声音识别的故障诊断技术，可以通过分析电机的图像和声音信号来判断故障类型和位置。
电机运行状态监测与故障诊断技术的发展虽然取得了很大的进步，但还存在一些挑战和问题需要面对。
电机运行状态在线监测技术研究
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电机状态在线监测系统的设计与开发
状态 ， 以提 高系统运行的可靠性 、 安全性 ， 并能为更进一步的测控处理提供基础。整个 系统包括 了推进 电 机， 负载电机， 霍尔闭环形 电压 、 电流传感器 、 旋转编码盘 、 信号调理 电路 、 数据采集卡 。运用 Ｖｓａ Ｃ＋ ｉ ｌ ＋ ｕ 进行程序编写。系统完成 了数据采集 、 宁信号处理 ， 出了数据显示 波形 ， 步验证 了该设计 的可行 数 给 初
保 护等 优点 。
２ １ 电参数检 测传 感器 ． 对 电机 电参 数 的 监 测 主要 是 对 电流 电压 有 效
值、 频率、 最大幅值、 波形等参数的测量。对于强电
信 号 的参 数测 量则必 须涉及 到信号 的转换 。信 号 的 转换 可 以采取 的方 法很 多 ， 系统 设 计 中信 号 转换 采
性。
关键词 ：在线监 测； 电力推进 ； 数字信号处理 ； 数据采集 ； ｉ ａ Ｃ＋ Ｖ ｓｌ ｕ ＋
１ 前 言
船 舶 吊舱 式 电力 推进 系 统 ， 将 推进 电机 转轴 是 与螺旋 桨直接 相 连 ， 旋 桨 作 为 电动 机 的负 载 。整 螺 个 电力推 进 系统 是 由推进 电机直 接 驱 动螺 旋 桨 ， 使 螺 旋桨在 水 中产 生 推 力 作 用 于船 体 ， 船 舶 运 动 。 使 电力推进船 对推 进 电机 的要 求是快 速而 准确 的速度 响应 ， 任何 扰动 下速度 能快速恢 复 。因此 ， 当今迅 在 速 发展起来 的船舶 吊舱 式 电力 推进 系统 中采用状 态 在 线监测 的检测 方式 ， 可及 时了解 电机 的运行状 态 ， 及 时排除故 障 ， 舶 的安全 运行得 到很大 的提 高 。 使船 本设 计 是对 船舶 吊舱式 电力 推进 系统 的模 拟 ，
电机数据采集分析系统的研发与设计
电机数据采集分析系统的研发与设计电机数据采集分析系统的研发与设计，是针对电机运行过程中的数据采集及分析需求而进行的系统开发工作。
该系统将实时监测电机的运行状态、电流、电压等参数，并对数据进行采集、分析、处理，提供性能评估、故障诊断等功能，为电机的运行维护提供支持。
系统的研发与设计需要考虑以下几个方面：1.数据采集模块设计数据采集模块是整个系统的核心部分，需要通过传感器实时采集电机的运行数据，包括电流、电压、转速等参数。
设计时需要考虑传感器的选择、布置位置以及采样频率等因素，以保证采集到的数据准确、稳定。
2.数据存储与管理采集到的数据需要进行存储与管理，以便后续的分析与处理。
设计数据存储与管理模块时，可以采用数据库等技术，并考虑数据的备份、恢复和可扩展性等方面的需求，以确保数据安全和可靠性。
3.数据分析与处理数据分析与处理是系统的主要功能之一，可以通过算法与模型对采集到的数据进行分析，以提取有价值的信息。
例如，可以通过机器学习算法进行故障诊断，通过波形分析与频谱分析等方法评估电机的性能状态。
4.界面设计与可视化设计界面时，应注重用户友好性和可操作性，界面设计应简洁明了，功能模块应分类齐全。
应提供图表、曲线等可视化展示方式，以便用户更直观地了解电机的运行状态和性能指标。
5.安全与稳定性在系统的研发与设计中，安全与稳定性是重要考虑因素。
应对系统进行充分的测试与验证，确保其能够正常运行，并具备一定的容错能力，能够处理异常情况。
同时，应采取数据加密与访问控制等措施，保护系统中的数据安全。
总结来说，电机数据采集分析系统的研发与设计需要综合考虑传感器选择、数据存储与管理、数据分析与处理、界面设计与可视化、安全与稳定性等方面因素，以满足电机运行监测与维护的需求。
只有通过合理的系统设计与开发，才能更好地发挥电机数据的价值，提高电机运行的效率与可靠性。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度工业化和信息化的时代，电气设备的稳定运行对于各个领域的生产和生活至关重要。
从电力系统中的大型变压器、开关柜，到工业生产中的电动机、变频器，电气设备的可靠性直接影响着整个系统的性能和安全。
为了确保电气设备的正常运行，减少故障停机时间，提高设备的利用率和寿命，电气设备的在线监测技术应运而生。
电气设备在线监测技术是指利用各种传感器、数据采集设备和分析软件，实时获取电气设备的运行状态信息，并对这些信息进行分析和处理，以判断设备是否存在故障隐患或异常情况。
与传统的定期检修方式相比，在线监测技术具有实时性、连续性、准确性和预防性等优点，可以及时发现设备的早期故障，为设备的维护和管理提供科学依据。
一、在线监测技术的基本原理电气设备在线监测技术的基本原理是基于各种物理量的测量和分析。
例如，通过测量电气设备的电流、电压、功率因数、温度、湿度等参数，可以了解设备的运行工况；通过检测设备的局部放电、绝缘电阻、泄漏电流等信号，可以评估设备的绝缘性能；通过监测设备的振动、噪声等信号，可以判断设备的机械部件是否正常。
传感器是在线监测系统的关键部件之一，其性能直接影响着监测数据的准确性和可靠性。
目前常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、振动传感器等。
这些传感器将测量到的物理量转换为电信号，然后通过数据采集设备进行采集和处理。
数据采集设备通常包括数据采集卡、前置放大器、滤波器等，其作用是将传感器输出的电信号进行调理、放大、滤波和数字化，以便后续的分析和处理。
数据采集设备的采样频率、分辨率和精度等参数对于监测数据的质量具有重要影响。
二、在线监测技术的关键技术1、信号处理与分析技术在线监测系统采集到的信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理和分析技术来提取有用的信息。
常用的信号处理方法包括滤波、降噪、时频分析、特征提取等。
例如，通过小波变换可以对非平稳信号进行时频分析，有效地提取局部放电信号的特征；通过主成分分析可以对多变量数据进行降维处理，提取主要的特征信息。
电机运行状态监测系统的设计
Ａｂｔａ ｔ ｓ ｃ ：Ｍｔ ｔｒ ｏｏ ａ １ｅ ｒ ｓ ｅｉｌ ｄｍ ｎｅ ａ ｌｅ ｒ ｏ ｉ ｒ ｎ ｅｌ ｉ ｅ ｏ ｕ ｇ ｍ ｔ ｕ ／ｙ ｒ ｍｉ ｍ ｔ ｐＴ ７ ｔ ．ｅ ｐ ｃ ｌ ｘ ｍ ｉ ｏ ｒ ａ１ｅ ａｙ ｐ ｒｔ ｔ ｍ ｎｔ ｉ ｄ｜ｅ ｏ ｒａ ｍ ，ｆ ｔ ｒ』ｄ ｅ ｏ ｒ ｑ ａ ｔ ｏ ｉ ｉｄｓｅ ｓｂｅ ａ ． ｈｓｓｓ ｍ ｉ ｍ ｄ ｐ ｂ ａｍ ｓ ｒ ｏ ｐ ｔ ｎ ｌ ｒ ｉｇ — ｈｐｍｉ ｃ ｍ ｕｅｓ ￣Ｃ ） ｗ ｒ ｎ ｉ ｎａ ｌ ｄ ｔ Ｔ ｉ ｙｔ ｓ ａ ｅｕ ｙ ａｔ ｍ ｕｅ ａ ｄａｈ ）ｓ ｌ ｃ ｉ ｃ ｏ ｐ ｔ ｐ ａ ｅ ｅｃ ｒ ｌ ｎ ｅ ｒ ｏ ｒ Ｓ Ｍ ， ｏｋ
高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发
高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发一、引言随着电力系统的发展和扩展，高压电机在工业生产中起到了重要的作用。
然而，高压电机在长时间运行过程中可能会发生一系列故障，比如电机绕组的过热、转子的不平衡、轴承的损坏等等。
这些故障若不能及时检测和处理，不仅会降低电机的工作效率，还可能引发严重事故和产生经济损失。
因此，研究和开发一种高压电机安全运行在线监测系统是非常必要的。
二、高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发意义高压电机安全运行在线监测系统是一种可以实时监听电机运行状态的系统，能够检测电机的各个指标并判断是否发生故障。
这种系统的研究和开发具有以下重要意义：1. 提高电机的安全性和稳定性。
通过对电机的实时监测和诊断，可以及时发现故障并采取措施处理，以提高电机的安全性和稳定性。
2. 降低维护成本和停机时间。
传统的电机维护方式往往是定期维护或故障发生后紧急维修，这样需要耗费大量的人力和时间，并且停机时间较长。
而在线监测系统可以帮助预测故障，提前进行维护，从而减少维护成本和停机时间。
3. 提高生产效率和降低能源消耗。
通过实时监测电机的运行情况，可以根据具体情况进行调整和优化，从而提高生产效率和降低能源消耗。
三、高压电机安全运行在线监测系统的主要功能和技术高压电机安全运行在线监测系统的主要功能包括：1. 实时数据采集和监测。
通过传感器采集电机的运行数据，包括电流、电压、温度等指标，实时监测电机的运行状态。
2. 故障诊断和预测。
根据传感器采集的数据，结合故障诊断算法进行分析和预测，判断电机是否存在故障，并预测故障发生的概率和时间。
3. 提供远程报警和监控。
当电机发生故障或异常情况时，系统会自动发送报警信息给相关人员，同时进行远程监控。
高压电机安全运行在线监测系统的技术主要包括：1. 传感器技术。
通过安装各种传感器，如温度传感器、振动传感器等，实时采集电机运行数据。
2. 数据采集与处理技术。
电气设备在线监测技术的研究与发展
电气设备在线监测技术的研究与发展1. 引言1.1 研究背景电气设备作为现代工业生产的重要组成部分，承担着输送、转换和分配电能的重要任务。
由于运行环境的复杂性和设备自身的特点，电气设备在运行过程中会面临各种故障和损坏的风险。
为了保障电气设备的安全稳定运行，提高设备的可靠性和效率，传统的定期检测和维护方法已经不能完全满足实际需要。
引入先进的在线监测技术成为一种必然趋势。
随着物联网、大数据和人工智能等技术的不断发展和应用，电气设备在线监测技术逐渐成熟，并被广泛应用于电力系统、工业生产和交通运输等领域。
通过实时监测设备运行状态、预测设备故障风险、优化设备维护计划等方式，电气设备在线监测技术可以有效提升设备的故障诊断和维护效率，降低生产停机和维修成本，提高电气设备运行的安全可靠性。
深入研究电气设备在线监测技术的原理、应用和发展趋势，探讨其存在的挑战以及未来的发展方向具有重要的理论和实际意义。
本文旨在系统总结电气设备在线监测技术的研究现状，为进一步推动该领域的发展提供参考和借鉴。
1.2 研究目的电气设备在线监测技术的研究目的是为了实现对电气设备的实时监测和预警，提高设备的可靠性和安全性。
通过对电气设备在线监测技术的研究，可以及时发现设备运行中的异常情况，预防设备故障的发生，提高设备的运行效率和生命周期。
研究电气设备在线监测技术还可以为电力系统的运行提供更加准确的数据支持，帮助系统运行人员更好地进行设备管理和维护。
通过研究电气设备在线监测技术，还可以推动该领域的技术创新和进步，拓展设备监测的应用领域，提高设备监测的效率和精度，推动电气设备智能化发展。
研究电气设备在线监测技术的目的是为了提高设备运行的可靠性和安全性，促进电力系统的稳定运行，推动电气设备监测技术的不断进步。
1.3 研究意义电气设备在线监测技术的研究意义主要体现在以下几个方面：电气设备在线监测技术可以实现对设备状态的实时监测和诊断，及时发现问题并进行处理，减少设备故障带来的停机时间，提高设备的可靠性和稳定性，减少生产损失，提高生产效率。
电力设备状态监测技术的研究现状及发展
一、引言20世纪90年代以来，在发电厂中应用状态监测技术以及发展新的状态监测技术已成了发电厂最重要的任务之一。
两方面原因促成了这种需要：首先，发电厂电气设备的安全运行非常重要，任何意外故障都可能造成重大事故，停电会带来巨大的经济损失，这在当前竞争日趋激烈的环境下尤为显著，而设备本身是发电厂的贵重资产并消耗大量维护费用。
应用状态监测技术可以避免意外停机!最大限度缩短停机时间!减少维护费用!延长机器寿命，它为最优使用机器提供了大量有价值的信息，有很大的经济效益。
其次，计算机技术!传感器技术!信号处理技术以及人工智能技术的发展使得对电气设备实施有效的状态监测成为可能。
随着状态监测系统在可靠性!智能化和经济性方面的进一步提高，状态监测技术将在电力系统中获得广泛应用。
然而，状态监测在很多方面仍处发展之中，当前的研究工作主要集中在监测系统的灵敏性!可靠性和自动化方面，同时希望系统的成本不致太高。
本文全面综述了当前状态监测技术的发展现状，介绍了状态监测的基本概念，阐明了变压器、发电机、电动机、高压断路器的各种状态监测方法，文章的最后给出了状态监测技术的发展趋势。
二、状态监测的基本概念状态监测可定义为一种监测机器运行特性的技术或过程，通过提取故障特征信号(故障先兆)，被监测特性的变化或趋势可用于在严重故障发生前预知维护需要，或者评估机器的“健康”状况。
状态监测利用了整个设备或者设备的某些重要部件的寿命特征，开发应用一些具有特殊用途的设备，并通过数据采集以及数据分析来预测设备状态发展的趋势。
状态监测是为基于状态的维护(Condition-Based Maintenance，CBM)或预知性维护(Predictive Maintenance，PM)服务的一种技术。
在应用状态监测技术以前，一直采用基于时间的维护(Time-Based Maintenance，TBM)策略。
基于时间的维护根据检修时间表或运行时间离线检修设备，可以防止许多故障，然而在检修间隔期内仍会发生意外故障。
新型电机综合性能自动测试系统的研制与研究
新型电机综合性能自动测试系统的研制与研究卢慧芬;卢荻;沈若凡;许越华;赵建勇【摘要】This paper introduces an integration of WT1 600 digital wattmeter and JN338A torque transducer in a system for testing overall performance of new types of motors,which can measure their characteristic parameters such as voltage,current,torque,speed and power.This testing system combines effectively hardware such as IPC,signal collecting card and sensor and application programs such as those for data collection and analysis,and user graphic interface,so as to perform good automatic measurement of the data on the characteristic points of new types of motors such as input and output parameters,and improve the testing efficiency and accuracy. Application results indicate easy operation,and safety and reliability of the testing system developed.It has the potential for engineering application as it satisfies the requirements on the testing of new types of motors.The system has been successfully applied on the platform of motor and electrical appliances of the Electrical College of Zhejiang University.%介绍了 WT1600数字功率计与 JN338A 型转矩传感器在新型电机综合性能检测设备系统中的集成，可以测量电压、电流、转矩、转速、功率等电机特性参数。
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电机运行状态在线综合监测系统的研究与构建
【摘要】电机运行状态在生产线安检中是重点监测对象，传统采用人工离线方式定期巡检。
本文应用传感设备检测状态信号，现场总线传输数据，组态软件采集管理数据的方法实现了电机运行状态的在线监测。
通过实时监测电机运行状态，及时诊断设备故障并维修设备，避免经济损失，保证生产安全稳定。
【关键词】电机;在线监测;专家系统;冗余
一、引言
针对鲍店煤矿选煤厂电动机的运行环境，为减少事故，降低能耗，确保安全生产，运用测控技术、计算机技术、网络通信技术等方法，对重要关键设备的电动机进行在线监测技术研究与应用。
在设备不停机的情况下通过对电动机的三相电压、电流、温度、振动等参数进行实时在线监测，对采集的参数数据进行算法分析，以信息融合理论来综合判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆。
通过对监测数据的分析处理，实现能耗评估，设备故障报警、检修预警等功能，以便提前制定采取针对性措施来控制和防止事故的发生，从而避免设备突发性故障造成的设备损坏以及停工停产等巨大损失，减少计划维修所造成的一些浪费，不断提高设备完好率与使用率，从而实现对电机的综合监控及保护。
二、系统设计方案
电机在线监测网络拓扑图见图1，为增加系统可靠性，采用冗余设计方案，主从设备互为备份自动切换。
在选煤厂原煤车间生产线上，选取16台重要关键设备电机和2个分级筛作为重点监测对象，主要监测电机三相电压、三相电流、功率、电量、温度、振动等运行状态参数。
电压和电流互感器检测电机三相电信号，经三相电参数模块计算出各个电参数并通过RS485总线传送到串口服务器。
串口服务器通过以太网交换机向电机综合监测系统提供各个电参数模块的数据。
温度传感器检测电机温度，经温度变送器输出模拟信号到信号隔离器。
振动传感器检测分级筛振动，经振动模块输出模拟信号到信号隔离器。
信号隔离器输出模拟信号到西门子PLC。
PLC计算温度和振动值并通过以太网交换机向电机综合监测系统提供温度和振动数据。
综合监测系统实时采集存储电机运行数据，并进行处理分析，监测运行状态，判断故障报警。
图1 电机在线监测网络拓扑图
三、监测技术方法
1.电机电参数检测
鉴于配电柜空间不足等实际情况，为方便安装，电机电流信号检测采用开启式电流互感器，其变比根据每台电机的功率进行选择，输出量程5A。
电机电压
信号采用电压互感器，输入量程300V。
三相电参数模块采用力创EDA9033模块，该模块自带3个电压互感器。
电参数模块计算三相相电压Ua、Ub、Uc;三相电流Ia、Ib、Ic;功率因数PF、正反向有功电度等电参数，通过MODBUS-RTU协议输出到串口服务器。
串口服务器采集16路电参数模块数据，并转换成以太网协议。
2.电机温度检测
电机温度检测采用西门子防爆型一体化温度变送器，传感器为Pt100热电阻，安装于电机吊环上。
温度变送器检测热电阻随温度变化的电阻值，对应输出4-20mA模拟信号。
为增加现场仪器的抗干扰和安全性，模拟信号经过信号隔离器接入S7-300 PLC模拟量模块。
PLC根据变送器量程计算出电机温度，通过通讯模块接入到以太网交换机。
3.电机振动参数检测
分级筛振动信号检测采用加速度传感器，用螺栓固定在分级筛安装支架上，检测水平和垂直振动参数。
加速度传感器把振动筛的机械振动量转换成电信号输出，实现对机械振动信息的检测。
XM120振动监测模块采用24位模数转换器，对接入传感器信号进行处理，根据加速度电压转换关系，计算振动频率、幅值、速度等测量参数。
可以设置选择其中的某个参数输出为4-20mA模拟信号，再经信号隔离器接入PLC模拟量模块，计算振动测量数据。
4.上位机软件设计
电机综合监测系统上位机软件采用亚控组态王KingView开发设计。
综合监测系统通过以太网自动实时读取存储电机运行状态测量数据。
人机界面通过曲线图、图表、报表等方式显示数据（见图2电机综合监测系统人机界面主图）。
对每台监测设备单独设计一个参数界面：包括电压、电流、温度、振动等设备测量数据。
对每个参数都有报警设置，并有动画提示。
图2 电机综合监测系统人机界面主图
四、监测数据分析
综合监测系统实时显示采集的电机各个参数值（见图2）。
每台设备的曲线图显示各个参数的历史曲线（见图3），在图中下方可以选择显示或隐藏各个参数值。
图3显示的是141电机一段工作时期的温度数据曲线，可以观测出电机因负载变化而引起的温度变化，都处于正常范围值内。
综合监测系统同时根据建立的电机故障专家系统规则库和设备运行模型相分析监测数据，判断设备运行状态趋势。
当设备参数出现异常时，高亮闪烁显示数值提示报警信息，并由专家系统给出可能故障原因和维修建议。
图3 141温度数据曲线图
五、结束语
该系统实现了在线监测电机运行状态，可以及时、连续地反应设备运行状况，分析设备的状态变化趋势，诊断被监测设备故障的可能原因，以及检查和验收维修效果。
为选煤厂对设备故障早发现、早诊断、早预防，早排除提供了技术保障。
发挥了避免设备突发性故障造成的设备损坏、减少设备停机时间及降低维修成本、提高生产效率和安全性的作用。
参考文献
[1]韩兵.现场总线系统监控与组态软件[M].化学工业出版社，2008.6
[2]马宏忠.电机状态监测与故障诊断技术[M].机械工业出版社，2008.3
[3]余红粒，电机保护智能监测系统的设计[J].仪表技术与传感器，2006.10，2006年第10期，页42-44
通讯作者：韩路跃。